平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程【3CAD图纸 / 15400字】【优秀机械毕业设计论文】

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A1-铣削凸轮槽夹具.dwg

A2-毛坯图.dwg

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关键词：: 平面凸轮零件加工工艺设计数控编程优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，47页，15400字左右。
开题报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。

图纸共3张，如下所示
A1-铣削凸轮槽夹具.dwg
A2-零件图.dwg
A2-毛坯图.dwg

本科毕业设计（论文）

题目：平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程

平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程
摘要
此设计主要是对典型零件进行图形绘制、工艺设计和程序的编制及加工，通过对平面槽型凸轮的外形尺寸分析，应用CAD以及Pro/E软件绘制出二维和三维的图形并进行标注说明，注明图纸的公差要求、技术要求等。
接着对平面槽型凸轮的零件图进行工艺分析，确定加工方法、路线等，并设计好各切削参数自动编出加工刀路轨迹。然后跟据图纸的工艺分析，选择合理的工艺路线及加工方法，根据零件形状、余量等选择适用形状大小的各种铣刀，最后将Pro/E软件绘制的三维图利用数控加工仿真软加工件Mastercam9.0进行仿真模拟加工，生产刀具轨迹；使用后置处理程序选取相应的配置文件，将刀具轨迹转换为数控机床可以识别的NC程序，为更加高速，快捷的造型，生产提供了一种切实可行的办法。生成的NC程序可以利用DNC方式传输给数控机床进行三维加工。
关键词：平面槽型凸轮；加工工艺；数控加工

Planar slotted CAM parts processing design and NC programming
Abstract
This design is mainly focuses on the preparation, the process of graphics rendering, design and the typical parts, through the analysis of shape and size of plane cam groove by using CAD and Pro/E software to draw graphics, 2D and 3D to label instructions and annotate the drawings tolerance requirements and technical requirements.
Then it comes to the analysis of plane groove cam parts , the determination of the method of producing,and routes for process as well as the design the cutting parameters, which will create tool’s path automatically.After the previous process, choosing suitable allowance cutter shape and size is determined by the analysis of pictures. According to the shape of parts, the NC machining simulation using Pro/E software rendering 3D map of the soft parts of Mastercam9.0 for simulation of processing and production tool path. Selecting the configuration file accordingly is determined by the use of post processing program, the tool path for CNC machine tool transformation can be identified by the NC program, for more rapid, efficient design,which provide a feasible solution.The generated NC program can be transmitted to the CNC machine tools for machining by using the DNC.
Key words:Planar slot type cam；machining process；NC machining

目录
摘要 I
1 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 平面凸轮机构CAD/CAM的发展方向 1
1.3课题内容及实施步骤 3
2 零件的分析及工艺规程设计 4
2.1零件的作用 4
2.2工艺分析 4
2.3毛坯的确定 5
2.4基准的选择 6
2.4.1粗基准的选择 6
2.4.2 精基准的选用 7
2.5制定加工工艺路线 7
3 刀具的选择和切削用量的确定 9
3.1 铣削用刀具及其选择 9
3.2 刀具材料应该满足零件的加工要求 9
4 加工参数的选择及时间定额计算 11
5 夹具的设计 19
5.1 机床夹具有三大功用 19
5.2 机床夹具设计要求 19
5.3 工件的装夹方法和装夹方式 19
5.4 确定夹具的类型 20
5.5 夹紧装置 20
6 仿真加工 24
6.1 图形处理 24
6.2 走刀路线的确定及刀具选择 24
6.3 后置处理（生成NC 程序） 30
总结 31
参考文献 32
致谢 33
附录1 Master CAM仿真程序代码 34
毕业设计（论文）知识产权声明 42
毕业设计（论文）独创性声明 43

毕业设计(论文)开题报告

题目：平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程

1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）
在各种机械中，特别是在自动机械和自动控制装置中，广泛的应用着各种形式的凸轮机构。原因是凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，而且结构简单，紧凑。但凸轮机构中因凸轮轮廓与推杆之间为点接触或线接触，故易于磨损，所以应用于受力不大的场合。
凸轮的设计和制造精度直接影响到设备的运转精度，因此采用高精确的设计方法和数控加工手段成为现在凸轮制造业的方向。随着凸轮应用领域的不断扩大，对其设计提出了更高的要求。凸轮机构轮廓曲线设计一般有图解法和解析法两种方法。图解法简单易行比较常用,但效率低、误差大,不能满足现代工程对零件的高精度要求。随着计算机及数值计算方法的发展,解析法在凸轮机构设计中得到越来越多的应用。在凸轮的设计及加工中采用计算机辅助设计与制造的方法已日益普遍[1]。
平面槽型凸轮的设计需要利用解析法来确定轮廓曲线，从设计上减少误差，已求达到能够准确的体现运动轨迹，同时要求能够尽量的提高设计的效率，建立它的模型易于更改，这是设计的传承性以及广泛的推广性所必需的。通过Pro/e软件进行几何建模，在计算机上实现平面槽凸轮的三维可视化设计，同时在加工仿真环境下对设计的模型进行加工检验，确定编制的代码生成的加工轨迹以及加工工艺。显然，利用数控技术对槽形凸轮进行铣削加工，将大大提高设计的精确性，降低设计生产开发周期，提高生产率[2]。
MasterCAM是一种功能强大的CAD/CAM 软件由CAD 和CAM两大部分组成，并分成造型(Design)，铣削加工(Mill)，车削加工(Lathe)和线切割(Wire)4个功能模块。集设计与制造于一体。MasterCAM采用图形交互方式自动编程。编程人员根据屏幕提示的内容于计算机对话，选择菜单目录或回答计算机的提问，直至将所有问题回答完毕，然后即可自动生成NC 程序。NC程序的自动产生是受软件的后置处理功能控制的，不同的加工模块和不同的数控系统对应于不同的后处理文件。
平面凸轮CAD/CAM是随着凸轮机构的设计理论和CAD/CAM技术的发展而发展的。凸轮软件由最初的只能代替手工进行计算,逐步发展到能实现三维实体造型、机构仿真、自动编程等功能,并且还在不断发展下去。平面凸轮机构CAD/CAM的发展主要有以下几个方向:
1.面向并行工程的CAD/CAM集成化
并行工程以产品设计为突破口,要求产品开发人员在设计阶段就考虑产品整个生命周期的所有要素,包括质量、成本、进度、用户需求等,以便最大限度地提高产品开发效率和一次成功率[3]。面向并行工程的平面凸轮机构CAD/CAM系统集成化,在设计阶段就充分考虑制造、使用等各个阶段的特点和要求,设计的平面凸轮机构制造精度高、性能优良、使用可靠。
并行工程的发展,对平面凸轮机构CAD/CAM提出了很高的要求。例如,在设计理论和设计方法上,设计模型的建立不但要考虑凸轮机构的几何、运动关系,还要考虑其功能、制造、材料、使用等多方面的信息;在凸轮机构的仿真方面,要求能进行三维实体的运动仿真和加工仿真;借助网络和工程数据库管理技术,实现数据共享和数据的动态修改;建立统一、友好的人机界面,充分发挥人在并行工程中的作用等等[3]。目前的平面凸轮机构CAD/CAM软件还远远满足不了上述并行工程的要求。
2.智能化
智能化就是应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化和实现生产过程各个环节的智能化[4]。平面凸轮机构CAD/CAM智能化就是实现平面凸轮机构的设计、制造等环节的智能化,提高设计和工艺水平,缩短周期,降低成本。
3.网络化
网络技术是建立在硬件技术、软件技术以及通讯技术之上的,并与它们共同发展的一门技术。网络技术是实现各种制造系统自动化的基础,特别是实现基于异地设计与异地制造技术的基础。网络技术是CAD/CAM集成技术中的关键技术之一。
4.柔性化和通用化
凸轮机构的种类繁多、功能不一,而且多样性及单件小批是现代机械设计和制造发展的方向,因此,凸轮机构CAD/CAM软件相应地要能适应各种不同的凸轮机构的设计要求,高效精确地设计制造出各种不同种类的凸轮机构。现有大多数凸轮机构的设计方法一般只能设计某种或某几种凸轮机构,采用的建模方法比较落后,效率不高,适应性不强,通用性很差。柔性化设计和柔性化系统建模方法是现代凸轮机构研究的前沿,利用此技术,可以大大提高设计的效率和适应性。
当今，在电子技术和计算机技术的高速发展的同时，制造业发生了根本性的变化，其中一个重要的标志就是数控技术的广泛应用。数控加工技术对我国经济建设的发展具有重要的意义。当前我国企业的生产正逐步从原来的粗放型转向内涵型，产品生产也从原来的“粗制”转变为“精制”。为了保证产品质量，降低成本，提高生产效率，企业在未来的生产中自动化程度将大大提高，一线的生产将向机电一体化、程控化、数字化方向发展普通机床逐渐被高效率、高精度的数控机床所代替，制造业正朝着高自动化、高智能化的方向发展。与普通机床相比，数控机床可显著提高加工效率和加工精度，例如凸轮轮廓中非圆的平面曲线，普通机床要么根本无法加工，要么加工精度很低，要么加工时间很长，而使用数控机床可以在很短的时间内加工出来，其加工精度和加工效率是普通机床所无法达到的。数控技术在短短几十年内得到了飞速发展，并己形成了巨大的生产力。
正因为如此，国内外企业家和专家们已形成共识：今后相当一段时间内，机械加工技术的发展和竞争，主要是数控技术的发展与竞争。
2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施
2.1研究的基本内容，拟解决的主要问题：
（1）了解数控加工工艺的特点及内容（包括拟定加工方案，确定加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量等）；
（2）明确数控编程中的加工工艺分析及设计（包括选择合适的夹具及装夹方法，以及对一些特殊的工艺问题）；
（3）了解数控铣床在凸轮加工中的运用；
（4）完成数控铣工艺性分析及编制数控加工工艺文件。
（5）编写槽形凸轮零件的数控加工程序。
2.2研究步骤、方法及措施：
（1）对零件图样进行数控加工工艺分析，明确加工内容及技术要求；
（2）具体设计数控加工工序，如工步的划分、工件的定位、夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等；
（3）处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点确定、加工路线确定、刀具补偿等；
（4）用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单，然后完成程序的输入或传输；将输入/传输到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。
（5）对零件图样进行数控加工工艺分析，明确加工内容及技术要求；
（6）具体设计数控加工工序，如工步的划分、工件的定位、夹具的选择、刀具的选择、切削用量的确定等；
（7）处理特殊的工艺问题，如对刀点、换刀点确定，加工路线确定，刀具补偿等；
（8）用规定的程序代码和格式编写零件加工程序单，然后完成程序的输入或传输；将输入/传输到数控单元的加工程序，进行试运行、刀具路径模拟等。

3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作
3.1 本课题研究的重点及难点：
（1）拟定加工方案，确定加工路线和加工内容，选择合适的刀具和切削用量等
（2）选择合适的夹具及装夹方法，以及对一些特殊的工艺问题的考虑
（3）数控铣工艺性分析及程序编制
（4）设计指定工序的机床夹具
（5）完成零件的三维建模，并用CAD/CAM软件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序。
3.2 前期已开展工作：
（1）明确设计要求，查阅文献，收集相关资料，撰写开题报告
（2) 零件的结构和技术要求分析
（3）绘制零件二维图如图1所示：

图1 平面槽形凸轮零件二维图

（4）绘制零件三维图如图2所示：

图2 平面槽形凸轮零件三维图

4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）
1-2周翻译；明确设计要求，查阅文献，收集相关资料，撰写开题报告
3-4周零件的结构和技术要求分析，进行零件图二维和三维造型设计
5-6周进行工艺规程方案设计
7-8周填写工艺文件，完成中期答辩
9-10周夹具总图设计，绘制夹具零件图
11-12周用CAD/CAM软件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序。
13-14周编写设计说明书，反复修改
15周毕业答辩

5 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）

参考文献

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内容简介：: 毕业设计（论文）中期报告题目：平面槽形凸轮零件的加工工艺设计与数控编程系别机电信息系专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师 2013 年 3 月 15 日 1设计（论文）进展状况拟定零件的数控加工工艺规程，确定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，确定零件的定位基准和装夹方式，对刀点和换刀点的选择，走刀路线的确定等。艺分析制定制订零件的数控铣削加工工艺时 ,首先要对零件图进行工艺分析 ,其只要内容是数控铣削加工的选择但其价格交普通铣床高得多 ,因此 ,选择数控铣床加工内容时 ,应从实际需要的经济两个方面考虑（ 1）零件上的曲线轮廓 ,特别是由数学表达式描绘的非圆曲线和列表曲线等曲线轮廓。（ 2）已给能安装中顺带铣出来的简单表面（ 3）形状复杂 ,尺寸繁多 ,划线与检测困难的部位。（ 4）用通用铣床加工难以观察 ,测量和控制进给的内外凹槽。（ 5）以尺寸协调的高精度空或面。（ 6）采用数控铣削或能成倍提高生产率 ,大大减轻体力劳动强度的零件的结构工艺性是指根据加工工艺特点，对零件的设计所产生的要求，也就是说零件可能影响或决定工艺性的好坏。根据铣削加工特点，我们从以下几方面来结构工艺性特点。（ 1）零件图样尺寸的正确标注（ 2）保证获得要求的加工精度（ 3）尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸（ 4）保证基准统一（ 5）分析零件的变形情况除了上面所说的有关零件的结构工艺性外，有时尚要考虑毛坯的结构工艺性，因为在数控铣削加工零件时，加工过程是自动的，毛坯余量的大小，如何装夹等问题在选择毛坯时就要仔细考虑好，否则，一旦毛坯不适合数控铣削，加工将很难进行下去。根据经验，确定毛坯的余量和装夹应注意一下两点；毛坯加工余量应充足和尽量均匀毛坯主要指锻件，铸件。因锻模时的欠压量与允许的错模量会造成余量的不等；铸造时也会因砂型误差，收缩量及金属液体的流动性差不能充满型腔等造成余量的不等。此外，锻造，铸造后，毛坯的挠曲与挠曲变形量的不同也会造成加工余量的不充分，不稳定。因此除板料外，不论是锻件，铸件还是型材，只要准备采用数控加工，其加工面均应有较充分的余量。一般适合数控铣削加工零件的大致的加工顺序是：加工精基准。粗加工主要表面。加工次要表面。精加工主要表面。检验、入库。件图及其结构工艺性分析图 1示为槽形凸轮零件图，该零件是一个外部轮廓经过加工的圆盘，圆盘直径为 280次的任务是在铣床上加工槽与孔及使外部轮廓达到尺寸要求，零件的材料为削加工性能较好，其数控铣床加工工艺分析如下。图 1面槽型凸轮分析零件的形状、结构及尺寸的特点，确定零件上是否有妨碍刀具运动的部位，是否有会产生加工干涉或加工不到的区域，零件的最大形状尺寸是否超过机床的最大行程，零件的刚性随着加工的进行是否有太大的变化等。根据图 1示该零件凸轮轮廓由直线及过渡圆弧组成。组成轮廓的各几何元素关系清楚，条件充分，所需要基点坐标容易求得。凸轮内外轮廓面对 A 面有垂直度要求。该零件的材料为据分析，采取以下工艺措施：凸轮内外轮廓面对 A 面有垂直度要求，只要提高装夹精度，使 A 面与铣刀轴线垂直，即可保证在分析零件图时，除了考虑尺寸数据是否有遗漏或重复、尺寸标注是否模糊不清和尺寸是否封闭等因素外，还应该分析零件图的尺寸标注方法是否便于编程。无论是用绝对、增量、还是混合方式编程，都希望零件结构的形位尺寸从同一基准出发标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法，不仅便于编程，而且便于尺寸之间的相互协调，并便于保持设计、制造及检验基准与编程原点设置的一致性。不从同一基准出发标注的分散类尺寸，可以考虑通过编程时的坐标系变换的方法，通过工艺尺寸链解算的方法变换为统一基准的工艺尺寸。此外，还有一些封闭尺寸，为了同时保证孔间距的公差，直接按名义尺寸编程是不行的，在编程时必须通过尺寸链的算，对原孔位尺寸进行适当的调整，保证加工后的孔距尺寸符合公差要求。实际生产中有许多与此相类似的情况，编程时一定要引起注意。检查零件的尺寸加工精度、形位公差及表面粗糙度等在现有加工条件下是否可以得到保证，是否还有更经济的加工方法或方案。由零件图知该零件 12 的精度为35 孔的精度为的精度为余没有作出要求均按表可知公差取可，粗糙度除了 12, 35圆孔及槽壁为槽底面为较容易加工。在零件上是否存在对刀具形状及尺寸有限制的部位和尺寸要求，如过渡圆角、倒角、槽宽等，这些尺寸是否过于凌乱，是否可以统一。尽量使用最少的刀具进行加工，减少刀具规格、换刀及对刀次数和时间，以缩短总的加工时间。分析零件上是否有可以利用的工艺基准，对于一般加工精度要求，可以利用零件上现有的一些基准面或基准孔，或者专门在零件上加工出工艺基准。当零件的加工精度要求很高时，必须采用先进的统一基准定位装夹系统才能保证加工要求。分析零件材料的种类、牌号及热处理要求，了解零件材料的切削加工性能，才能合理选择刀具材料和切削参数。同时要考虑热处理对零件的影响，如热处理变形，并在工艺路线中安排相应的工序消除这种影响。而零件的最终热处理状态也将影响工序的前后顺序。当零件上的一部分内容已经加工完成，这时应充分了解零件的已加工状态，数控铣削加工的内容与已加工内容之间的关系，尤其是位置尺寸关系，这些内容之间在加工时如何协调，采用什么方式或基准保证加工要求，如对其他企业的外协零件的加工。分析几何元素的给定条件是否充分，发现问题及时与设计人员协商解决。根据以上原则且此凸轮零件的结构比较简单，不需要经过多次装夹就可以完成零件的加工。即工序安排如下：工序一：钻粗铣 35孔精镗 35孔，铰 12孔 12孔倒角，粗车 65端面，精车加工 280端面及倒角 65端面与倒角及35孔倒角工序二：一面两孔定位粗铣凸轮表面及外轮廓粗铣凸轮槽内轮廓精铣凸轮槽内轮廓精铣凸轮槽外轮廓工序三：去毛刺工序四：检验，入库。面凸轮的加工工步顺序安排平面凸轮的加工工步时除考虑通常的加工工艺要求之外，还应考虑下列因素：以相同定位、夹紧方式或同一把刀具加工的内容，最好接连进行，以减少刀具更换次数，节省辅助时间。在一次安装的工序中进行的多个工步，应先安排对工件刚性破坏较小的工步。工步顺序安排和工序顺序安排是类似的，都遵循由粗到精的原则。先进行切削、粗加工，去除毛坯大部分加工余量，然后安排一些发热小、加工要求不高的加工内容(如钻小孔、攻螺纹等 )，最后再精加工。考虑走刀路线，减少空行程。如决定某一结构的加工顺序时，还应兼顾到邻近的加工结构的加工顺序，考虑相邻加工结构的一些相似的加工工步能否统一起来，用一把刀接连加工，减少换刀次数和空行程移动量。根据以上原则特设定凸轮的加工工步如下：钻粗铣 35 孔精镗 35 孔，铰 12 孔 12 孔倒角，粗车65端面，精车加工 280端面及倒角 65端面与倒角及 35孔倒角一面两孔定位粗铣凸轮表面及外轮廓粗铣凸轮槽内轮廓精铣凸轮槽内轮廓精铣凸轮槽外轮廓孔攻螺纹加工工序走刀路线的设计孔走刀路线孔的加工路线为：钻粗铣 35孔精镗 35孔，铰 12孔 12孔倒角 35孔倒角轮外轮廓加工走刀路线凸轮外轮廓的加工路线为：粗车 65端面，精车加工 280端面及倒角 65端面与倒角用 18 硬质合金立铣刀对两表面进行精加工。轮槽内轮廓加工走刀路线凸轮槽内轮廓加工路线为：先用 18高速钢立铣刀对槽进行粗加工用 18硬质合金立铣刀进行精加工，具的选择和切削用量的确定刀具的选择是数控加工工艺中的重要内容之一，不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。编程时，选择刀具通常考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。与传统加工方法相比，数控加工对刀具的要求，尤其在刚性和寿命方面更为严格。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：既要求精度高、强度大、刚性好、寿命长，又要求尺寸稳定，安装调整方便。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具的刚性。削用刀具及其选择数控加工中，铣削平面零件内外轮廓及铣削平面常用平底立铣刀，该刀具有关参数的经验数据如下： 1) 铣刀半径 D R 应小于零件内轮廓面的最小曲率半径一般取 2) 零件的加工高度 H (1/6 1/4)保证刀具有足够的刚度。 3) 粗加工内轮廓时，铣刀最大直径 D 可按下 (1算：式中轮廓的最小凹圆角半径；圆角邻边夹角等分线上的精加工余量； 1精加工余量；圆角两邻边的最小夹角。主轴转速应根据允许的切削速度和工件（或刀具）的直径来选择。其计算公式为； n=1000V/（ D）式中； V 为切削速度，单位为 m/刀具的耐用度决定； n 为主轴转速，单位为 r/ D 为工件直径或刀具直径，单位为计算的主轴转速定进给速度的原则（ 1）当工件的质量要求能够得到保证时，为了提高生产率，可选择较高的进给速度。一般在 100围内选取。（ 2）在切断，加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，一般在 20围内选取。（ 3）当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般在 20围内选取。（ 4）刀具空行程时，特别是远距离 “回零 ”时，可以选择该机床数控系统给定的最高进给速度吃刀量确定背吃刀量根据机床，工件和刀具的刚度来确定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般留之，切削用量的具体数值应根据机床性能，相关的书册并结合实际经验用类比方法确定。总之，使主轴转速，切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量工件的定位与装夹位基准分析定位基准有粗基准和精基准两种，用未加工过的毛坯表面作为定位基准称为粗基准。除第一道工序采用粗基准外，其余工序都使用精基准。选择定位基准要遵循基准重合原则，即力求设计基准。工艺基准和编程基准统一，这样做可以减少基准不重合产生的误差和数控编程的计计算量，并且能有效的减少装夹次数。夹在确定装夹方案时，只需根据已选定的加工表面和定位基准确定工件的定位夹紧方式，并选择合适的夹具，此外，主要考虑一下几点；（ 1）夹紧机构或其它元件不得影响进给，加工部位要敞开。要求夹持工件后夹具等一些组件不能与刀具运动轨迹发生干涉。（ 2）必须保证最小的夹紧变形。工件在加工时，切削力大，需要的夹紧力也大，但又不能把工件夹压变形。因此，必须慎重选择夹具的支撑点，定位点和夹紧点。（ 3）装卸方便，辅助时间尽量短。由于加工中心技工效率高，装夹工件的辅助时间对加工效率影响较大，所以要求配套夹具在使用中也要快而方便。（ 4）对小型零件或工序时间不长的零件，可以考虑在工作台上同时装夹几件进行加工，以提高效率。（ 5）夹具结构应力求简单。由于零件在加工中心上加工大都采用工序集中的原则，加工的部位较多，同时批量较小，零件更换周期短，夹具的标准化，通用化和自动化对加工效率的提高及加工费用的降低有很大影响。因此，对批量小的零件因优先选用组合夹具。对形状简单的单件小批量生产的零件，可选用通用夹具，如三爪卡盘，台钳等。只有对批量较大，且周期性投产，加工精度要求较高的关键工序才设计专用夹具，以保证加工精度和提高装夹效率。（ 1）夹具应便于与工作台及工件定位表面间的定位元件连接。加工中心工作台面上一般都有基准 T 型槽，转台中心有定位圈，台面侧面有基准挡板等定位元件。固定方式一般用 T 型槽螺钉或工作台面上的紧固螺孔用螺栓或压板压紧。夹具上用于紧固的孔和槽的位置想对应。 2. 填写数控加工工序卡片、数控加工刀具卡片槽形凸轮的数控加工刀具卡片产品名称或代号零件名称平面凸轮零件序号刀具号刀具加工表面备注规格名称数量刀长 / 20 钻头 1 45 35 孔粗加工 2 头 1 30 12 孔粗加工 3 25 镗刀 1 45 35 孔精加工 4 10 镗刀 1 30 12 孔精加工 5 刀 1 粗车 280 端面 65 端面 6 刀 1 精车加工280 端面车65 端面与 7 0倒角铣刀 1 35 5， 65端面倒角 8 18 高速钢立铣刀 1 20 粗加工凸轮槽内外轮廓 18 硬质合金立铣刀 1 20 精加工凸轮槽内外轮廓 10 6 钻头 1 6 孔钻孔攻螺纹编制郑旭审核郑旭一页第一页槽形凸轮的数控加工工序卡片单位名称北信学院产品名称或代号零件名称零件图号平面槽型凸轮工序号夹具名称使用设备车间 01 四爪卡盘数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/轴转速/r*给速/mm*吃刀量备注 1 钻 20 孔 20 402 40 2 钻 02 40 3 镗 35 25 130 20 4 铰 12 孔 10 130 20 5 粗车 280端面 65 端面 800 40 6 精车 280端面 65 端面 1440 20 7 铣倒角 0 402 20 5 编制郑旭审核张涛 2 页第 1页槽形凸轮的数控加工工序卡片单位名称北信学院产品名称或代号零件名称零件图号平面槽型凸轮工序号夹具名称使用设备车间 02 螺旋压板数控中心工步号工步内容刀具号刀具规格/轴转速/r*给速/mm*吃刀量备注 1 一面两孔粗铣凸轮槽外轮廓 18 1100 40 4 2 粗铣凸轮槽内轮廓 18 1100 40 4 3 精铣凸轮槽外轮廓 18 1495 20 14 4 精铣凸轮槽外轮廓 18 1495 20 14 5 钻 6 孔及攻丝 6 编制郑旭审核张涛 2 页第 2页（ 3）设计指定工序的机床夹具，绘制装配总图和零件图。图 1 零件二维图图 2 零件三维图图 4 夹具装配图 1开头垫圈 2带螺纹圆柱销 3压紧螺母 4带螺纹削边销 5垫圈 6工件图 2 夹具装配三维图 2存在问题及解决措施背吃刀量确定在工件表面粗糙度值要求为，如果圆周铣削的加工余量小于5铣的加工余量小于 6铣一次进给就可以到达要求。但在余量比较大，工艺系统刚性较差或机床动力不足的时候，可以分两次进给完成。在工件表面粗糙度值要求为，可分粗铣和半精铣两步进行。粗铣刀时背吃刀量或侧吃刀量选取同前，粗铣后留量，在半精铣时切除。在工件表面粗糙度值要求为，可分粗铣、半精铣、精铣三步进行。半精铣时背吃刀量或侧吃刀量取铣时圆周铣侧吃刀量取铣刀背吃刀量取切削用量的选择（高速钢立铣刀，粗铣）工件材料铸铁铝钢刀具刀转速进给速度转速进给速度转速进给速度直径槽（切削速度每齿进给量切削速度每齿进给量切削速度每齿进给量 8 2 1100 115 5000 500 1000 100 28 126 25 900 110 4100 490 820 82 10 2 28 129 26 12 2 770 105 3450 470 690 84 29 130 26 4 2 660 100 3000 440 600 80 29 132 26 16 2 600 94 2650 420 530 76 30 133 27 ： 1. 正文：宋体小四号字，行距 22 磅；标题：加粗宋体四号字 2. 中期报告由各系集中归档保存，不装订入册。 3后期工作安排 9 用件进行刀具路径的建立及模拟，自动生成数控加工程序。 13 编写设计说明书总体修改指导教师签字：年月日毕业设计 (论文 )外文资料翻译系（部）：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：外文出处： U. 附件： 1. 原文； 2. 译文 2013年 03月附件一：原文 A he of in s in to “ “so it be in S In to an on As a of s is s to to a on a s to on on in he of on an s by As a of to of in is to in in on to to to is in in if is by in C s to be to to If to to on in of is it to s to so on to s on if or to D to s is is as as to if to to is to to be to to be to If he of he s to to be to as as is of is is is s a an an a in do by a In to if so as is to of to be to to he In in to to of at in as to to be to to to is on to In to At is on is to is is is of is of is of is to s to to s to s to to of to s be s do s of is to to is s to to 920s in in to in 0s, to to s to It is in or in or of of to to of of s in to to do of is s In 0s to of as a as in in to In of s an to S 00 25,000,000 US in so on to a a so on As as so 附件二：翻译多功能组合机床时代蒂莫西雅各布斯，丹尼斯阿斯纳斯，卓然飞利浦美国密西根大学摘要：组合机床加工中心可使加工制造业适应不断变化的需求，有效利用劳动力资源，并在全球范围的市场上更具竞争力。关键词：组合机床对于多功能组合机床，工业领域内有很多称呼来形容它，如 “ 多任务处理装置 ” 、 “ 多功能机床 ” 、 “ 多程序生产系统 ” 等，它确实可称为加工领域的新星，可降低成本，简化配置，并一直保持在美国本土生产。过去只有使用多机操作才能完成的任务，现在可以集中到一台机床上加工完成。由于市场需求的不断变化，产品的生命周期在不断缩短，今天的市场更加强烈需求多任务处理装置概念。在整个生产环境中推行精益管理时，没有比把零件加工集中到一台机器上完成更精一些传统的制造业厂商认为多功能组合机床过于复杂，很难找到合适的操作人员也就不足为奇了。在一些劳动力市场，要找到能够对多轴组合机床加工中心进行手工编程的人是不太可能的事。但资料显示，解决方案可有两个，一个是现代多功能组合机床的直觉式技术，另一个是针对金属加工基本原理及在生产车间现场有关新机床使用中难题创新解决方面的培训。直觉式技术控制设备采用 “带走热量 ”式设计，有床身、钢制直线滚动导轨、钢制转塔刀架、设备上使用的不同材料，所有这些组合到一起建造成一台机床。这些都与导热系数、体积膨胀相关。所有不同尺寸的东西都会以不同的速度生长。由于这个原因，需要制造热友好机床，以便知道发热的薄弱点在哪里，可以通过合理的机床设计来补偿。元件是全程运动。机床滑动产生摩擦并转化为热。切削加工产生的热屑掉到不同地方，在整个过程中冷却液会混合在其中。在切削刀具上会持续出现很多不同的温度区域，所以也会有很多东西对热稳定性产生影响。切削刀具技术把多功能组合机床变成了具备铣削和切削能力的 “ 全能机器 ” 。据资料介绍，最显著的特点是这些机床整体上更具直觉性。防撞保护技术已经非常成熟，在某些情况下，即使采用手动操作模式，也能避免碰撞的发生。由于控制软件有很好的直觉性，用户操作友好程度也在不断提高。相信多功能组合机床会以其生存能力遍布于更多不同的加工现场。离线编程优化和此当将程序用在机床上时，不必花很多时间去调整程序和确认某一元件没有问题。如果一个零件需要配备上下两个转塔刀架同时进行粗加工，这种情况下编程是比较困难的 ,因为它需要两个转塔刀架同时进刀。统可以实现对这些同时进刀的刀架的自动编程，并能使正确的主轴速度、正确的进给速度等所有参数实现同步。司的防撞系统设计基于实际加工工况的防撞模拟，因此，如果操作者安装了错误的刀具或设定了错误的参数，控制系统会检测出来并阻止机床进入加工状态 ,通过与西门子公司合作，虚拟机床 ” ，按照某一特定型号的机床定制。结果表明，模拟加工出来的成品零件不只是与实际成品相似，简直就是一对一的拷贝。直觉式控制界面、模拟以及其他软件技术进步，更多的生产车间向多功能组合机床敞开了大门，但如果没有相应的知识培训和解决问题的创造力，制造商也很难体会到和充分利用先进机床柔顺性方面的优势。对机器所做的工作越多，机器就会越复杂，也相应地需要具备更强技能的人才能操纵它。假如一个机械师过去一天操作 3台机床，那么现在他有这样一台多功能的机床，就可以生产出更多的零件。更为重要的是，他可以借助软件的帮助使生产效率更高，对于转换加工零件的准备，也可以编制加工工艺计划。因为更换零件需要降下 3个主轴，因此在更换零件之前，车间应加工尽可能多的零件。对于多功能机床，转换零件速度非常快，生产批次间隔时间更短，库存更低，生产效率更高。能够充分利用多功能机床的一些车间，很快就会发现岗位功能的统一。现在，一个车间可以只用一个操作人员、一个调整工和一个编程师，将来这 3项工作完全可以由一个人来做。传统岗位描述中机械师将过渡成为一个调整工程师，如果该工程师还熟悉零件加工编程，那就更理想了。对于这样的转换，培训就比较简单了，只要培训 1个人就行，而不是 3个人。从长远观点看，这将提供给人们更高的岗位满意度。当调整工程师负责加工编程并且亲自关注零件加工的整个过程时，他就完全成了这个零件的主宰者。除此之外，还应该在刀具选择和编程方面做更多的努力，要使任何型号的多功能组合机床都成功，车间需要配备熟练的机械师，有能力并灵活地完成多种操作。因此，横向培训比过去任何时候都重要了。把铣削和车削加工视为不同学科的观点一去不复返了。对于编程人员来说，这是属于他们的时代。对于会编程的人员，懂机床并控制它，这是他们能力的体现。刀具选择大多数人不会将轿车轮胎装到跑车上，但加工刀具就发生了这样的情况。刀具应与新机床相匹配，可以想像在新机床上重复使用旧刀具对生产效率的影响。为匹配多功能组合机床，新刀具和刀具适配器技术已经被开发出来。目前工业领域正在研制开发的加工刀具，可以在同一刀架上完成车削、镗削和钻削加工，只是加工时相对于工件的角度有所不同而已。加工操作上的差别甚至都混淆不清了。新的加工刀具可以完成铣削和车削。自动化技术（机床）是本世纪以来发展极迅速和影响极大的科学技术之一。现代自动化技术是一种完全新型的生产力，是直接创造社会财富的主要手段之一，对人类的生产活动和物质文明起着极大的推动作用。因此，自动化技术受到世界各国的广泛重视和越来越多的应用。机械自动化（机床），主要指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。因此，发展我国的机械制造业自动化技术，符合我国社会主义的基本原则，符合我国现代生产的发展规律。如何发展我国的机械自动化技术（机床），这里有个技术政策问题，应实事求是，一切从我国的具体国情出发，做好各项基础工作，走中国的机械自动化技术发展之路。国内外的工业发展史告诉我们，实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机器的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制（传统）自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全面提高，达到自动化的高级理想阶段。机械自动化技术从本世纪 20 年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用， 60 年代后为适应市场的需求和变化，为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力，开始建立可变性自动化生产系统，即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程，并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明，这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。当代社会还没有在科学技术、物质和人员方面准备好实现这一自动化的条件，硬要这么做只会事倍功半。这种情况对于离散生产方式的机械制造业也不例外，难度会更大些。 80 年代国际上出现了开始采用计算机集成制造系统柔性自动化生产模式也有这种情况。初期犆犐犕犛以信息集成为重点，以较高的自动化程度为特征，但在实现过程中遇到了困难。鉴于实现计算机集成制造系统的全盘自动化所需的巨额投入（一个全盘自动化工厂耗资数百亿美元，柔性制造系统一般价格为 600 2500 万美元），所承担的巨大风险，加之技术上的难度与可靠性等问题，世界工业发达国家已开始 “ 碰壁转产 ” ，转而注重信息集成的效果，追求低成本自动化 0的企业组织结构和运行方式。组合机床未来的发展将更多的采用调速电动机和滚珠丝杠等传动，以简化结构、缩短生产节拍；采用数字控制系统和主轴箱、夹具自动更换系统，以提高工艺可调性；以及纳入柔性制造系据资料介绍，最显著的特点。机械加工过程卡片产品型号零（部）件图号共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零（部）件名称平面槽型凸轮第（ 1）页材料牌号坯种类铸件毛坯外型尺寸 28028040 每毛坯可制件数 1 每台件数 1 备注工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件 1 钻和铣铣 A 面并钻 5 中心孔机加 18 硬质合金立铣刀 5 中心钻钻钻 20 孔钻机加 20 钻头头 15 3 铣铣 35 机加 18 铣刀镗 35 孔精加工机加 25 镗刀 12s 5 铰 12 孔精加工机加 10 铰刀铣 35 孔底侧倒角机加 90倒角铣刀铣一面两孔粗铣凸轮槽外轮廓机加 18 高速钢立铣刀铣粗铣凸轮槽内轮廓机加 18 高速钢立铣刀铣精铣凸轮槽外轮廓机加 18 硬质合金立铣刀 0 铣精铣凸轮槽外轮廓机加 18 硬质合金立铣刀 1 攻丝钻 6 孔及攻丝铣 35 另一侧倒角机加攻丝机 0倒角铣刀 2 去毛刺检验 13 入库设计（日期）审核（日期）标准（日期）会签（日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 2）页车间工序号工序名称材料牌号金 1 铣端面坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床 1 夹具编号夹具名称切削液旋压板亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时（秒 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/mm/s mm/r 动辅助 1 铣 A 面 18 硬质合金立铣刀 755 钻 5 中心孔 5 中心钻 755 1 20 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 3）页车间工序号工序名称材料牌号金 20 铣端面坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液旋压板亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/mm/s mm/r 动辅助 1 钻 20 孔 20 钻头 490 15 1 钻头 590 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号零件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 4）页车间工序号工序名称材料牌号金 30 铣坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液旋压板亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/m/s mm/r 动辅助 1 铣 35 18 铣刀 1500 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 5）页车间工序号工序名称材料牌号金 40 钻、扩、铰坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液旋压板亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件 12 工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/m/mm/r 动辅助 1 35 孔精加工 25 镗刀 160 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 6）页车间工序号工序名称材料牌号金 50 钻、扩、铰坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液旋压板亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/m/mm/r 动辅助 1 12 孔精加工 10 铰刀 260 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 7）页车间工序号工序名称材料牌号金 60 钻、扩、铰坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液旋压板亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/m/mm/r 动辅助 1 35 孔倒底侧角 145 90倒角铣刀 490 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 8）页车间工序号工序名称材料牌号金 70 铣坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液用夹具亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时（秒 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/m/mm/r 动辅助 1 一面两孔粗铣凸轮槽外轮廓 18 高速钢立铣刀 1225 2 1 19 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期西安工业大学北方信息工程学院机械加工工序卡片产品型号件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 9）页车间工序号工序名称材料牌号金 80 钻坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液用夹具亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/m/mm/r 动辅助 1 粗铣凸轮内轮廓 18 高速钢立铣刀 1225 14 1 19 计（日期）校对（日期）审核（日期）标准化（日期）会签（日期）标记数量更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期机械加工工序卡片产品型号件图号 01 共（ 14）页产品名称平面槽型凸轮零件名称平面槽型凸轮第（ 10）页车间工序号工序名称材料牌号金 90 铣坯种类毛坯外形尺寸每毛坯可制件数每台件数铸件 28040 1 1 设备名称设备型号设备编号同时加工件数数控铣床夹具编号夹具名称切削液用夹具亚硝酸钠工位器具编号工位器具名称工序工时 (分 ) 准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速切削速度进给量切削深度进给次数工步工时 r/m/mm/r 动辅助 1 精铣凸轮槽内轮廓 18 硬质合金立铣刀 1500 计

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